帮传统制造企业走向工业4.0智能仓储系统有多牛？

说到物流，大家的第一印象肯定是快递，但传统制造业内部物流的优化对提高生产效率、实现工业4.0同样重要。

作为国内安防领域的领军企业，海康威视对此深有感触。

智能仓储有啥好处？

2014年6月，海康威视位于浙江桐庐的安防产业基地正式启动。2015年下半年基地一期竣工投产，占地面积约370亩，建筑面积约26万平方米，基地内的智能仓储及厂内物流解决方案均由旗下的子公司杭州海康机器人技术有限公司（以下简称海康机器人）提供并实施。

其中最为大家所熟知的便是海康威视智能仓储机器人。

据海康威视移动机器人先进制造行业组总监傅高翔介绍，基地目前在线使用的AGV共计800多台，分散在4个原材料库，1个半成品库，2个成品库和6个工厂车间中，涵盖了仓库、库间、产线的AGV需求。满足日产值近亿元的仓储及内物流需求的同时，有效节约了58%的人力使用，并将工作效率提升了84%。

三大组成部分

傅高翔介绍，海康威视智能仓储机器人系统由AGV（智能仓储机器人）、RCS（机器人调度系统）、iWMS（智能仓储管理系统）三大部分组成。

AGV

AGV接到指令后，会自行到存放相应商品的货架下，将货架顶起，随后将货架拉到拣货员跟前。完成拣货之后，机器人再将货架拖到货架区存放，大幅减少了人到货物的跑动距离，同时显著提高了货物的拣选效率。

货到人模式

AGV并非新鲜事物，发展至今已有50多年历史，并逐步衍生出了三种主流方案：

磁条方案：最早的AGV机器人采用的是磁条方案，需要先在地面上铺设磁条，机器人沿着磁条移动，实现点到点的搬运。其优点是成本低廉，但灵活性较低，不够智能。

激光方案：采用激光方案的AGV机器人又可以分为两种：一种是通过激光测距结合SLAM算法建立小车的整套行驶路径地图，不需要任何的辅助材料，柔性化程度更高，适用于全局部署；另一种是反光板导航，即在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板，AGV通过发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和方向，并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导航。

激光导航的优点在于定位精确，地面无需铺设定位设施，机器人的行驶路径可灵活多变，但激光导航AGV制造成本较高，且对环境有一定要求。

二维码方案：需要在仓库地面上布置栅格化的二维码图形，其地图相当于一个大号的围棋棋盘，机器人平时通过惯性导航，经过二维码时再进行校正。二维码导航不受声光干扰，但对二维码的贴码材质有特别要求，对陀螺仪的精度及使用寿命也有严格要求。

傅高翔介绍，目前占据市场份额最多的仍然是采用磁条方案的AGV，因为历史比较悠久，而激光和二维码方案是最近三五年才发展起来的。海康威视AGV采用的是二维码方案，与亚马逊的Kiva类似。傅高翔认为，综合考量各种因素，二维码方案将是未来的发展趋势。

据悉，MR-Q7-LR100A（2.0）是海康威视目前为止载重量最大的AGV，额定负载能力可达1000千克，最大运行速度可达0.8m/s，满负载续航时间超过8小时。傅高翔表示，根据客户需求，还可以定制负载更大的AGV。

RCS

如果把AGV比作智能仓储系统的肢体，那么RCS便是系统的大脑，负责全部机器人的任务分配、调度及运行维护。RCS采用多种调度算法，可实现任务的最优分配、多机器人路径规划以及机器人交通管理，让机器人集群能协调在一起工作，互相合作又互不影响，发挥出最大的效能。

机器人自主充电

RCS还负责监控机器人的运行状态，根据每个机器人的历史情况和当前状态，来决定是否需要进行具体项目的保养维护，并结合充电站的运行状态和当前的任务执行情况，合理的安排有需要的机器人进行自主充电，库卡机器人驱动器维修，补充能源；并记录分析和汇总全部机器人的告警信息，及时通知运维人员，给出相应的检查和处理的建议，保障整个系统运行的可靠性。

衡量这个大脑聪明程度的一大指标是，单一仓库内系统能够调度的最大AGV数量。

日前，菜鸟网络惠阳仓正式投入使用，单仓AGV数量多达100多台，号称中国最大的智慧仓库。但事实上，早在2016年，海康威视2号成品库的单仓AGV数量就已经达到了115台。据傅高翔透露，桐庐基地目前的单仓AGV最大数量已经达到了160台。

在快递行业，海康还推出了海康威视智能分拣机器人。在已经落地的项目中，单仓最大分拣机器人数量已经达到了330多台，在仿真环境下甚至能达到600多台。傅高翔表示，仓储机器人和分拣机器人在交通管理和调度方面是一样的。

iWMS

iWMS集成了多种仓储优化技术，可实现物料随机存储，提升仓储空间利用率；实时动态调整冷热区物料，提高出库效率；通过对历史运行数据的分析，还可以挖掘物料之间的关联，并制定相应的入库策略，提高出库效率；与视频监控互联，实时查看现场运作动态。

系统如何运作的？

那么海康威视智能仓储系统到底是如何运作的呢？

原材料入库

傅高翔向雷锋网介绍，货车将原材料送达后，仓库门口有一个暂停区。仓库工人使用手持PDA扫描送货单完成收货过账，并将托盘指示器与每托货物的信息进行扫描绑定，指示器通过亮灯颜色显示货物的实时处理状态。比如红色代表物品还需要检验，蓝色和绿色分别代表上高层货架和单层货架。

傅高翔特别指出，货物入库时需要注意两大要素：一是重量；二是体积。重量和体积决定了货物使用什么样的货架。货物送达后，首先要获取其体积和重量参数，然后iWMS会自动分析仓库还剩下多少仓储面积以及货物的重量，根据既定的入库策略分配最优仓位。

与此同时，AGV搬运空货架至入库工作台，数量较多、单件较重的货物则通过铲车将整托货物移载至单层货架，提高上架效率，减轻工人的搬运量；数量较少、重量较轻的货物则放置在多层货架，最大程度利用仓储空间。

原材料出库

MES系统可以自动感知产线上缺少什么物料，并传达给iWMS系统对接。iWMS系统会将用料需求分为几个订单，每个订单又分为几个订单行，AGV会根据订单行自动把对应的货架拉出来，再由人工从货架上拣选出需要的原材料送到产线上去，实现了货到人货等人的要求，提高出库效率。

原材料运送

原材料出库通过周转箱+笼车进行运送，若产线在同一楼层，由AGV直接搬运笼车至产线；若在不同楼层，则由RCS调度提升机实现笼车跨楼层搬运，到达目标楼层后再由另一台AGV接驳搬运至产线。

成品入库

工人扫描成品包装信息并摆放在单层货架上，码托完成后呼叫AGV。与原材料运送相同，若目标库区在同一楼层，工业机器人维修，由AGV搬运成品直接入库；若在不同楼层，RCS调度提升机实现跨楼层搬运入库，入库后完成更新库存信息。

成品出库

成品出库就是说客户下了单，需要把订单里的货物找出来。比如说客户下了5个摄像机，AGV就会到仓库里把这5个摄像机拉出来。如果5个摄像机不在同一个货架上，它就会分别拉几个货架出来，KUKA机器人示教器维修，让工人拣选出这五个摄像机。